JP2015536150A - タバコ材料の処理 - Google Patents

Abstract

タバコ材料を亜臨界水で処理することを含む、タバコ材料の処理方法が提供される。また、そのような方法で処理されたタバコ材料またはその誘導体、及びそのような方法で処理されたタバコ材料を含む喫煙品が提供される。

Description

本発明はタバコ材料の処理方法に関する。

紙巻きタバコなどの喫煙品にタバコ材料を組み込む前にタバコ材料のある種の構成要素の含有量を低減することが望ましい場合がある。例えば、タバコ材料に含まれるタンパク質の含有量を低減することが望ましい場合がある。タンパク質を除去する試みが提案されているが、これらはコストが高く、時間がかかり、かつ／またはタバコ材料の物理的構造にとって好ましくなく、タンパク質含有量を所望の水準まで低減することができない傾向にある。

第１の態様によれば、タバコ材料を亜臨界水で処理することを含む、タバコ材料の処理方法が提供される。

第２の態様によれば、第１の態様による方法で処理したタバコ材料またはその誘導体が提供される。

第３の態様によれば、第２の態様によるタバコ材料を含む喫煙品が提供される。

本発明の第４の態様によれば、１種以上のポリフェノールまたはタンパク質をタバコ材料から除去するための亜臨界水の使用が提供される。

以下、添付の図面の参照しつつ、例示としてのみ本発明の実施態様を説明する。
ダイオネクスＡＳＥ３５０加圧式熱水抽出装置の概略図である。 本発明の方法により静置時間３０分で処理したタバコ材料の物性を示す。 本発明の方法により静置時間３０分で処理したタバコ材料の物性を示す。 本発明により異なる静置時間で処理したタバコ材料の物性を示す。 高速液体クロマトグラフィー（high-performance liquid chromatography＝ＨＰＬＣ）分析によって求めた、未処理のタバコ材料に含まれる微量成分を示す。 本発明により静置時間４５分で処理したタバコ材料中のポリフェノール濃度を示す。 本発明により処理したタバコ材料中のタンパク質濃度を示す。 本発明の実施態様による処理済みタバコ材料を含む喫煙品の概略側面図である。 ＨＰＬＣによる実験で検出及び測定された４種の基準ポリフェノール化合物であるスコポレチン、コーヒー酸、クロロゲン酸、及びルチンの化学構造を示す。

タバコ材料を亜臨界水で処理することを含む、タバコ材料の処理方法が提供される。亜臨界水は、加圧下、水の標準沸点と臨界温度の間、すなわち１００℃と３７４℃の間の温度で液状の水である。亜臨界水は「過熱水」または「加圧熱水」とも呼ばれる。

任意の好適な方法でタバコ材料を変化させるために、タバコ材料の亜臨界水による処理を用いることができる。実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上の化学物質が除去される。具体的には、実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上の望ましくない物質が除去される。実施態様によっては、亜臨界水で処理すると、１種以上のポリフェノールが除去される。実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、クロロゲン酸、コーヒー酸、スコポレチン、クェルセチン、及びルチンからなる群より選択される１種以上のポリフェノールが除去される。具体的には、実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、クロロゲン酸及び／またはルチンが除去される。実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上のタンパク質を除去することができる。実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上のポリフェノールと１種以上のタンパク質を除去することができる。

実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上のポリフェノールの含有量は、未処理のタバコ材料に含まれるポリフェノールの含有量の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％低減される。

実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、１種以上のポリフェノールが、未処理のタバコ材料に含まれるポリフェノールの含有量の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％抽出される。

この処理またはこの処理に加えて、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、タンパク質含有量は、未処理のタバコ材料に含まれるタンパク質の含有量の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％低減される。

実施態様によっては、タバコ材料を亜臨界水で処理すると、タンパク質が、未処理のタバコ材料に含まれるタンパク質の含有量の少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または少なくとも９５％、あるいは１００％抽出される。

本発明の方法は、タバコ材料を亜臨界水で処理する少なくとも１つの工程（「亜臨界水処理工程」）を含む。実施態様によっては、前記方法は、２つ以上の亜臨界水処理工程を含み、それぞれの亜臨界水処理工程では同じまたは異なる条件を用いることができる。

本発明の方法で用いる亜臨界水処理工程は、タバコ材料を亜臨界水と接触させることを含んでいてもよい。実施態様によっては、前記方法はタバコ材料を亜臨界水に浸すことに含んでいてもよい。実施態様によっては、前記方法は、タバコ材料を周囲温度で水に浸すことと、次いで圧力と温度を上げることとを含んでいてもよい。圧力と温度を上げると亜臨界水が得られ、タバコ材料が亜臨界水に浸されることになる。例えば、前記方法は、まず圧力を上げて、次いで水の温度を上げてタバコ材料が亜臨界水に浸されるようにすることを含んでいてもよい。

亜臨界水は加圧下、すなわち大気圧よりも高い圧力で存在する。本発明の方法で用いる圧力は、亜臨界水を得るのに好適ないずれの圧力であってもよい。すなわち、１００℃〜３７４℃の間の温度で液体の水が存在する圧力であればよい。実施態様によっては、本発明の方法は、タバコ材料を約１５００ｐｓｉから約１７００ｐｓｉ（約１００ｂａｒから約１２０ｂａｒ）の圧力で亜臨界水により処理することを含む。実施態様によっては、この圧力は約１５００ｐｓｉ（約１００ｂａｒ）である。

亜臨界水は１００℃〜３７４℃の間の温度で存在する。本発明の方法で用いる温度は、１００℃〜３７４℃の間で液体の水が得られる温度であってもよい。実施態様によっては、この処理工程は少なくとも１２５℃の温度で行われる。実施態様によっては、この処理工程は約１００℃〜約２２０℃の間、約１２０℃〜約２００℃の間、または約１２５℃〜約１７５℃の間の温度で行われる。実施態様によっては、この処理工程は約１２５℃〜約１５０℃の間の温度で行われる。

実施態様によっては、前記方法で用いる水は、脱酸素水であってもよい。例えば、水を超音波処理槽で脱気して水に溶解している酸素を除去することができる。実施態様によっては、用いる水はＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフ）等級の水である。

実施態様によっては、タバコ材料の亜臨界水による処理は、静的処理である。例えば、タバコ材料を所定の時間、亜臨界水に浸してもよい。この時間を「静置期間」と言う。

この静置期間は、要求される方法でタバコ材料を変化させることができる任意の時間であればよい。実施態様によっては、本発明の方法は２時間までの静置期間を含む。実施態様によっては、前記方法は１時間までの静置期間を含む。実施態様によっては、前記方法は約５分〜約５５分の間、または約１５分〜約４５分の間の静置期間を含む。

亜臨界水による処理後、タバコ材料を水（抽出液とも言う）と分離することができる。この分離工程は、任意の好適な濾過方法、任意の好適な濾過手段の孔寸法、及び任意の好適な数の濾過工程に関わる場合がある。例えば、タバコ材料を紙濾過、ナノ濾過、精密濾過、及び／または限外濾過により濾過することができる。濾過の代わりあるいは濾過に加えて、任意の好適な遠心分離器システム、任意の好適な角速度、及び任意の好適な数の遠心分離工程を用いる遠心分離法によりタバコ材料を抽出液から分離してもよい。

したがって、実施態様によっては、本発明の方法は、タバコ材料を水から分離する工程をさらに含む。この分離工程（濾過または任意の他の手段による）が行われる圧力は、前記亜臨界水処理工程で用いた圧力とは独立している。実施態様によっては、この分離工程（濾過または任意の他の手段による）は前記亜臨界水処理工程で用いた圧力と同じ圧力で行われる。

本発明の方法は、１つ以上の亜臨界水処理工程を含んでいてもよい。実施態様によっては、前記方法は２つ以上（複数）の亜臨界水処理工程を含む。

静的工程を含むある実施態様では、本発明の方法は、１つ以上の静的亜臨界水処理工程を含んでいてもよい。静的工程を含むある実施態様では、前記方法は２つ以上（複数）の静的亜臨界水処理工程を含む。例えば、本発明の方法は、タバコ材料を亜臨界水に浸すことにより亜臨界水で処理する第一の亜臨界水処理工程と、（例えば濾過により）前記タバコ材料を亜臨界水から分離する第一の後分離工程と、前記タバコ材料を亜臨界水に浸すことにより亜臨界水で処理する第二の亜臨界水処理工程と、（例えば濾過により）前記タバコ材料を亜臨界水から分離する第二の後分離工程とを含んでいてもよい。実施態様によっては、このような本発明の方法は、前記タバコ材料を亜臨界水に浸すことにより亜臨界水で処理する第三の亜臨界水処理工程と、（例えば濾過により）前記タバコ材料を亜臨界水から分離する第三の後分離工程とをさらに含む。

本発明の上記複数の処理／分離工程を含むある実施態様では、各処理工程及び各分離工程は同じ圧力、例えば約１５００ｐｓｉから約１７００ｐｓｉ（約１００ｂａｒから約１２０ｂａｒ）で行われる。

上記水／抽出液から一旦分離されたタバコ材料（タバコ残留物とも言う）を、水などの任意の好適な１種以上の液体で任意の好適な回数、洗浄してもよい。実施態様によっては、本発明の方法は、水で処理したタバコ材料を洗浄する洗浄工程をさらに含む。

実施態様によっては、本発明の方法は処理して分離したタバコ材料を乾燥させる工程をさらに含む。例えば、このタバコ材料を遠心分離器により、及び／またはオーブン内で乾燥させてもよい。

タバコ材料は植物死細胞を含み、これらの植物死細胞は多くの官能基を有している。実施態様によっては、これら官能基は、本発明によって提供される条件下で水に対して反応性を有する。その結果、好ましい条件下でタバコ材料を水にさらすと、様々な細胞構造が壊れて、その結果様々な化学物質が放出される。最も顕著な場合、植物の細胞壁に含まれるセルロースはＯ−グリコシド結合を含み、好ましい条件でＯ−グリコシド結合が壊れて細胞壁を破壊するかもしれない。次いで、水の正圧ポテンシャル（Ψ_ｐ）のバランスを保つ細胞壁がなければ、細胞膜は壊れるので、多くの細胞内物質を漏れ出させることができる。

本発明の方法は任意の好適なタバコ材料に応用することができる。このタバコ材料は、タバコ属に属する任意の好適なタバコ植物の任意の好適な部分から生成させてもよい。このタバコ材料を、本発明の方法によって処理する前に任意の好適な方法で処理し、任意の好適な乾燥方法で乾燥させてもよい。しかしながら、実施態様によっては、本発明の方法で処理するタバコ材料は、既に乾燥処理済みのものであり、乾燥して切断した葉タバコであってもよく、かつ／または乾燥した１枚の葉タバコであってもよい。本発明の方法で用いることができるタバコとしては、例えば、ヴァージニア種、バーレー種、メリーランド種、オリエンタル種、ラスティカ種などが挙げられるが、これらに限定されない。

実施態様によっては、本発明の方法、特にタバコ材料を亜臨界水で処理する工程は、除去したくない化学物質のうちの少なくとも数種についてそれらが除去されるのを低減あるいは最小限にする。これらの物質を除去したくない理由は、それぞれの場合で異なるが、１つの理由として、例えば、その物質が処理済みタバコ材料を含む喫煙品を喫煙するという体験に明確な貢献をすることがあるからである。

ニコチンはそのような物質の一例であり得る。このような理由から実施態様によってはこの分子を除去するのは望ましくない。実施態様によっては、本発明の方法でタバコ材料から除去されるニコチンは５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、または５％未満である。他の実施態様では、本発明の方法でタバコ材料から除去されるニコチンは２％、１％、０．５％、または０．１％未満である。さらに別の実施態様では、本発明の方法はタバコ材料からニコチンを本質的に除去しない。

タバコ材料を亜臨界水で処理すると、タバコ材料から１種以上の化学物質が除去される実施態様では、これらのうち１種以上を後続のタバコ材料処理に再導入することができる。またこれらのうち１種以上は、ニコチンなどの除去したくない物質であってもよい。

１つ以上の亜臨界水処理工程に加えて、本発明の方法は１つ以上の追加処理工程を含むことができる。これらの追加処理工程は、特に大量のタンパク質を除去するために本発明の方法で有用な場合がある。これは、亜臨界水による処理によってタバコ材料の植物細胞壁が破壊され、それによって植物細胞の細胞内成分やその中に含まれるタンパク質が取り出しやすくなるためである。好適な追加処理工程としては、タバコ材料を１種以上の好適な非イオン性液（水など）で処理すること、タバコ材料を１種以上の酵素（フェノール酸化酵素及びタンパク質分解酵素など、ポリフェノールまたはタンパク質の変性を触媒する酵素であってもよい）で処理すること、タバコ材料を任意の好適な溶媒中、ドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecylsulfate =ＳＤＳ）など１種以上の好適な界面活性剤で処理すること、適当であれば任意の好適な溶媒中でタバコ材料をポリビニルポリピロリドン（polyvinyl polypyrrolidone =ＰＶＰＰ）、水酸リン灰石、ベントナイト、活性炭、アタパルジャイトなど１種以上の好適な吸着剤材料で処理すること、タバコ材料をイオン性液など１種以上の好適な非水性液で処理することなどが挙げられるが、これらに限定されない。

上記処理又は上記処理に加えて、亜臨界水処理されたタバコ材料に対して続いて抽出処理を行ってもよい。

本発明の方法による上記処理工程のいずれかを経た後、喫煙品に組み込まれる前にタバコ材料を乾燥させ、さらに任意の好適な方法で変化させてもよい。例えば、各地の条例で許可されている香味料など、ある種の化学物質をタバコ材料に添加してもよい。また、任意の好適な組み込み方法を用いて喫煙品に組み込む前に、タバコ材料を切断及び／または細断してもよい。

本明細書を通して用語「喫煙品」は、紙巻きタバコ、葉巻、細葉巻などの、タバコ、タバコ誘導体、膨張タバコ、再構成タバコ、またはタバコ置換体に基づく有煙タイプの製品や、加熱されるが燃焼しない（heat-not-burn）製品を含む。この喫煙品には、喫煙者によって吸引される気体の流れ用にフィルターを設けることができる。

本明細書を通して用語「香味」及び「香味料」は、各地の条例で許可されており、成人消費者が望む味や香りを製品に加えるのに用いることができる材料を指す。このような材料としては、抽出物（例えば、カンゾウ、アジサイ、ホオノキの葉、カミツレ、フェヌグリーク、クローブ、メントール、ニホンハッカ、アニシード、シナモン、ハーブ、ヒメコウジ、サクランボ、ベリー、モモ、リンゴ、ドランブイ、バーボン、スコッチ、ウイスキー、スペアミント、ペパーミント、ラベンダー、カルダモン、セロリ、カスカリラ、ナツメグ、サンダルウッド、ベルガモット、ゼラニウム、ハチミツエキス、ローズ油、バニラ、レモン油、オレンジ油、カシア、キャラウェイ、コニャック、ジャスミン、イランイランノキ、セージ、ウイキョウ、ピメント、ショウガ、アニス、コリアンダー、コーヒー、ハッカ属のいずれかの種からのハッカ油など）、調味料、苦味受容体部位遮断剤、感覚受容器部位活性化剤または刺激剤、糖及び／または糖置換体（例えば、スクラロース、アセスルファムカリウム、アスパルテーム、サッカリン、サイクラミン酸塩、ラクトース、スクロース、グルコース、フルクトース、ソルビトール、マンニトールなど）や、木炭、クロロフィル、鉱物、植物息消臭剤などのその他の添加剤などが挙げられる。これら材料は模造品、合成または天然成分であってもよく、またはこれらのブレンドであってもよい。これら材料は、例えば油、液体、粉末などの任意の好適な形態であってもよい。

図８は、本発明を限定するものではなく図示するために、本発明の実施態様の一例による喫煙品１を示す。喫煙品１は、フィルター２と、本明細書に記載された本発明によって処理されたタバコなど、円筒形の、喫煙材ロッド３とを含む。喫煙材ロッド３は、その一端がフィルター２の端部と接するようにフィルター２と位置を合わせている。フィルター２はプラグラッパー（図示されていない）で巻かれている。喫煙材ロッド３は、従来のやり方でチッピング紙（図示されていない）によってフィルター２と接合されている。

図示の目的のみで図１０に、本発明の一態様に含まれる工程を説明する流れ図を示す。図１０に示した工程は、総じて本願の開示を限定するものとみなすべきではない。

本発明の方法は、タバコ材料に含まれるポリフェノール及び／またはタンパク質の含有量を低減するために任意の好適な工程を任意の好適な数で含んでいてもよい。また、本発明の方法は任意の好適な方法、例えばタバコ材料が燃焼時に発生する香味を変化させる、かつ／または他の種類の化学物質を除去することによりタバコ材料をさらに変化させるかもしれない。

実施態様によっては、本明細書で記載した方法は、任意の好適な方法でタバコ材料を変化させるさらなる工程を１つ以上含んでいてもよい。例えば、タバコ材料を変化させて、タバコ材料に望ましい１つ以上の特性を与えてもよい。例えば、処理済みタバコ材料を紙巻きタバコなどの喫煙品に組み込む場合、タバコ材料を処理して、このタバコ材料が燃焼時に発生する香味を変化させる、かつ／またはタバコ材料に含まれる１種以上の化学物質を除去してもよい。

実験研究
タバコ材料の亜臨界水による処理が、そのタバコ材料に含まれるタンパク質及びポリフェノールの含有量にどのように影響するかを調べるため、一連の実験を行った。開示される実験研究は、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。

手順
実験は市販のダイオネクスＡＳＥ３５０システムを用いて行った。このダイオネクスＡＳＥ３５０システムは静的抽出法を用いており、水を液状のまま、２００℃まで加熱することができる。もちろん他のシステムを用いることもできる。

図示のみの目的で、図１に本発明の方法を実行するのに用いることができるダイオネクスＡＳＥ３５０加圧式熱水抽出（pressurized hot water extraction＝PHWE）装置の概略図を示す。もちろん他の装置を用いることもできる。試料材料を、底部に濾紙をはめ込んだ１００ｍｌのステンレス製試料セルに充填する。次いで、試料セルを予め加熱しておいたオーブンにロボットアームで移す。試料セルとＡＳＥ装置は３０００ｐｓｉの圧力まで耐えることができる。

試料を予め熱したオーブンに入れるとすぐに、ポンプにより周囲温度の溶媒が試料セルに供給される。溶媒がシステムを通って回収容器まで到達すると、試料セルは自動的に静的調整弁により封止される。ポンプは、圧力が１５００ｐｓｉになるまで溶媒を送り続ける。操作中に圧力が１７００ｐｓｉに達したら、いつでも静的弁をわずかに開いて圧力を緩和する。ポンプはさらに溶媒を試料セルに供給して高圧を維持する。試料セルを入れたら、オーブンは２段階で加熱される。第一の加熱段階は試料セルとその内容物がオーブンと熱的に平衡になるために固有に規定された時間であり、第二の加熱段階は試料セルが要求された温度で維持される静置時間である。静置時間は操作者によって規定される。

静置期間が終わると、静的弁を開けて溶媒を放出し、回収ボトルで受ける。次いで、さらに溶媒をポンプで試料セルに送り込み、抽出済みの材料を除去する。この浄化段階で用いる溶媒の量は、操作者によって規定される。最後に、この溶媒を窒素（１５０ｐｓｉ）で試料セルから取り除く。次いで、機械アームで試料セルをオーブンから取り出して、残留圧力を大気に逃がす。試料セルを回路から取り外して、システム全体を清浄溶媒で洗浄して汚染を防止する。

材料及び方法
底部に濾紙をはめ込んだ１００ｍｌのＡＳＥ試料セルに１５ｇのタバコを入れた。水（英国ラスバーンケミカルズ社から購入したＨＰＬＣ等級）を超音波処理槽にて２５分間、脱気して、温度が上昇すると酸化を引き起こす可能性がある溶解酸素を取り除いた。

実験の初期バッチで、１５ｇの試料を合計１８個、以下の条件下で抽出した。

抽出物の第二のバッチでは、１５ｇのタバコ試料を２個、１２５℃と１５０℃で抽出した。これら試料を合計４５分間加熱した。その間、静的弁を１５分間隔で開けて、試料セルから水を放出した。水を回収した後、試料セルを新たに溶媒で再充填した。

抽出後、試料セルをわずかの間冷却し、抽出済みの繊維を遠心分離器にて１０００ｒｐｍ、１５分間乾燥させた。濾液を、最初の水抽出物と合わせた。次いで、乾燥した繊維を７５℃のオーブンで１２時間乾燥させ、次いで室温で４８時間乾燥させた。

この液体抽出物を計量した容器に移し、冷凍乾燥機を用いて所定重量まで冷凍乾燥した。この冷凍乾燥処理に約３日要した。冷凍乾燥後、試料を計量して、密封容器に入れ、−４℃で保存した。

繊維試料の前処理
以下の分析技術のいずれにおいても処理をする前に、家庭用小型ミキサーを改造したものを用いて繊維を粉砕して微細な粉末にした。材料が４０メッシュの篩を通り抜けられるようになるまで粉砕を続けた。
高速液体クロマトグラフィー（High Performance Liquid Chromatography＝ＨＰＬＣ）による

個々のフェノール性化合物の同定と定量
乾燥したタバコ残留物と冷凍乾燥した抽出物をＨＰＬＣにより分析した。この分析は、ダイオードアレイ付きアジレント１１００シリーズＨＰＬＣを用いて行った。標準試料は英国シグマアルドリッチ社から供給された。ＨＰＬＣ溶媒は英国ラスバーンケミカルズ社から供給された。

試料を希釈し、旋回振とう器に載せて１０分間振とうさせた。その後、超音波浴で２０分間、超音波で処理した。その後、試料を卓上遠心分離器で１５分間遠心分離した。

ＨＰＬＣを用いて、水性濾液中の４種の基準ポリフェノール化合物、すなわちスコポレチン、コーヒー酸、クロロゲン酸、ルチンの濃度を測定し、濾過した。これら４種の基準ポリフェノール化合物の化学構造を図９に示す。

タンパク質窒素の定量
乾燥したタバコ残留物を燃焼法により分析した。分析はＬＥＣＯ社のＴｒｕＭａｃを用いて行った。

１ｇの試料を用いた。抽出物は水及び洗浄液に非常に溶けやすく、非タンパク質由来の窒素を取り除くことができなかったので、繊維のみをこの技術で分析することができた。

タバコはアルカロイドに由来する非タンパク質窒素を含むことが知られているが、タバコを熱した酢酸洗浄液で前処理することによりこれらアルカロイドを除去することができると想定されている。

分析によるフェノール化合物の合計含有量の定量
ポリフェノール含有量は、フォリン−チオカルト（Folin Ciocalteu＝ＦＣ）法により冷凍乾燥した抽出物とタバコ残留物から求めた。

ＦＣ分析とは、溶液中のポリフェノールの合計含有量を測定するのに用いられる比色分析である。ＦＣ分析では、試料について特定の放射線周波数でのポリフェノールの吸光度を測定する。その後、測定した吸光度を、ポリフェノールである没食子酸溶液の同じ放射線周波数での吸光度と比較する。よって測定した吸光度はＧＡＥ（Gallic Acid Equivalents、没食子酸当量）の単位で表すことができる。

１ｍｌあたり１ｍｇの冷凍乾燥抽出物の試料と１ｍｌあたり１０ｍｇの乾燥繊維の試料を、それぞれ０．１４ＭのＮａＣｌ溶液で調製した。これら試料を旋回振とう器に載せて１０分間振とうし、その後６０分間超音波で処理した。その後、卓上遠心分離器を用いて１５分間試料を遠心分離した。振とう後で遠心分離の前に、繊維試料を６０℃のオーブンに１８時間入れて、繊維細胞に結合したまま残っている可能性のあるフェノール性化合物の除去を試みた。

冷凍乾燥した抽出物溶液の試料と繊維溶液の試料を５０μｌと３０μｌ、それぞれ５ｍｌの試験管中の７％炭酸ナトリウム（１ｍｌ）に加え、そこにフォリン−チオカルト・フェノール試薬（英国シグマアルドリッチ社）１００μｌを加えた。次いで、これらの試験管をボルテックスミキサーで撹拌した。次いで、混合物を４０℃で６０分間静置した。ファルマシアＮｏｖａｓｐｅｃ２分光光度計を用いて６８８ｎｍでの吸光度を測定した。異なる濃度の没食子酸を用いて、較正曲線を得た。

分析によるタンパク質の合計含有量の定量
ビシンコニン酸分析によりタンパク質の合計含有量を冷凍乾燥抽出物とタバコ残留物から求めた。

１ｍｌあたり１ｍｇの冷凍乾燥した抽出物の試料と１ｍｌあたり１０ｍｇの乾燥した繊維の試料を、それぞれ０．１４ＭのＮａＣｌ溶液で調製した。これら試料を旋回振とう器に載せて１０分間振とうし、その後２０分間超音波で処理した。その後、試料を１５分間遠心分離した。振とうした後、繊維試料を６０℃のオーブンに１８時間入れて、繊維細胞に結合したまま残っている可能性のある、いずれのタンパク質をも除去しようと試みた。次いで、０．１％トリフルオロ酢酸を混合物に加えてタンパク質の抽出を補助した。

冷凍乾燥した抽出物溶液の試料と繊維溶液の試料をそれぞれ３０μｌ、ビシンコニン酸溶液と硫酸銅（ＩＩ）五水和物の４％溶液が５０：１の比率で混合された溶液（英国シグマアルドリッチ社）１ｍｌに加えた。次いで、これら混合物をボルテックスミキサーで撹拌して、パラフィルムで密封した。これら混合物を４０℃で２０分間静置した。Ｎｏｖａｓｐｅｃ２分光光度計を用いて５６２ｎｍでの吸光度を測定した。異なる濃度のウシ血清アルブミン（Bovine serum albumin＝BSA）を用いて較正曲線を得た。

結果と考察
抽出物の物性
表２に、乾燥したタバコ残留物の質量を示す。
温度１５０III及び１２５IIIは、同じタバコから３種類の抽出物が得られた抽出操作を示している。

乾燥繊維の質量には明らかな傾向が見られる。すなわち、温度が上昇すると、繊維として残る材料の量は減少する。

図２及び図３に示されるように、タバコ残留物の物性は、温度が上昇すると大きく変化する。１００℃までは、タバコ材料は、ほとんど変化せず、かつ圧縮されないままである。１２５℃〜１５０℃の間では、タバコ材料はわずかに圧縮し始めるが、個々のストランド／繊維はまだ見えており、ばらすことができる。また、材料はわずかに暗い色を帯び始めている。１７５℃以上では、材料はひどく圧縮し始め、暗い茶黒色を帯びている。

静置時間が材料に及ぼす効果は、温度ほど有意ではない。図４に、１２５℃で静置期間を変えて抽出した材料を示す。圧縮、変色ともいくぶん観察されるが、その効果はそれほど顕著ではない。

ＨＰＬＣによる選択したポリフェノールの定量
ＨＰＬＣを用いて処理済みタバコ材料中のポリフェノールを定量した。比較のため、図５に抽出処理を行っていないタバコの微量成分の例を示す。良好なピーク対称性が見られ、クロロゲン酸の異性体（クリプトクロロゲン酸）はクロロゲン酸から十分に分離されていて正確な積分を得ることができる。

各抽出物のＨＰＬＣ分析による微量成分は、非常に似た傾向を示している。温度が上昇すると、繊維に含まれるポリフェノール量が減少する。フェノール含有量のグラフ（図６）は、クロロゲン酸とルチンが非常に似た比率で減少することを示している。実質的にすべての微量成分の中でコーヒー酸のピーク強度は非常に低く、ピークの積分値は信頼性がない。
静置時間を変えても、試料中のポリフェノール量には大きな影響が見られない。

１２５℃及び１５０℃での実験では試料を３回抽出したが、繊維からポリフェノールは検出されなかった。このことから、４５分間で１回の抽出よりもより有効であることがわかる。

表３に開始試料に存在する各ポリフェノールの合計量を示す。これを抽出済み繊維と直接比較できるように、表４に繊維中のクロロゲン酸の合計量を示す。

この表から明らかなように、繊維中のクロロゲン酸の合計量は、７５℃の水で１５分間抽出した場合でも（未処理の場合に比べて）急激に減少している。クロロゲン酸の量は、温度が上昇するにつれて着実に減少している。時間の効果は、それほど影響があるようではない。繊維を３体積の清浄水で抽出したところ、処理済みタバコ材料からはクロロゲン酸は検出されなかった。

表５に、この繊維についての他のポリフェノールの完全なデータを示す。クロロゲン酸が示した傾向は、他のポリフェノールでも同様に見られる。スコポレチンとコーヒー酸には多少の逸脱が見られたが、これらの場合、繊維中に存在する量が変動する傾向がある。これは、濃度が低く、用いた装置の精度限界であったことが原因かもしれない。いくつかのピークは強度が小さく、積分を手動で行う必要があった。

典型的な処理工程でポリフェノールの水準がどのように低減されるかを示すため、未処理のタバコ及び７５℃で１５分間処理したタバコ材料に含まれるポリフェノールの含有量を表６に示す。

フェノールの合計含有量
以下の表８に、処理済みタバコ材料に含まれるフェノール性化合物の合計含有量を没食子酸当量（ＧＡＥ）として示す。このデータが示すように、未処理のタバコに比べてフェノール性化合物の合計含有量が有意に低減されている。

１２５℃で３回抽出した繊維と１５０℃で３回抽出した繊維を分析したところ、非常に低濃度のフェノール性化合物が検出された。表７に、未処理のタバコとともにこれらの値を示す。このデータから明らかなように、抽出を３回行うと、タバコから非常に多量のフェノール性化合物が除去される。

選択されたポリフェノールのＨＰＬＣ分析の結果と同様に、７５℃１５分でもポリフェノールが大きく低減された。温度を１２５℃に上げると、ポリフェノール量はさらに減少した。

分析によるタンパク質の定量
図７で示されるように、繊維に存在するタンパク質の量は、７５℃から１２５℃まで急激に減少しているが、その後はタンパク質の量は安定しており、温度を上げてもほとんど効果がない。これは、１２５℃で最大量のタンパク質が除去されるためと思われる。

比較のため、表８に静置時間４５分で抽出したタンパク質の量を示す。比較のため、未処理のタバコについても示す。抽出物のいくつかでは、タンパク質濃度（ｍｇ／ｇ）が未処理の材料のタンパク質濃度よりも高いが、抽出物の質量を考慮するとタンパク質の合計量が少ないことがわかる。特定の理論に縛られるものではないが、これらの結果は、低い温度の水は選択的に非タンパク質材料を除去するということに起因すると思われる。

様々な問題を処理し、技術を前進させるため、本発明の全体を通して例示により、主張された発明を実行することができる様々な実施態様を示し、優れたタバコの処理、タバコ材料、及びタバコ材料を組み込んだ製品を提供する。本発明の利点及び特徴は、実施態様を代表する例にすぎず、網羅的かつ／または排他的なものではない。これらは、主張された特徴の理解及び教示を補助する目的でのみ示されている。自明ではあるが、本発明の利点、実施態様、実施例、機能、特徴、構造、及び／またはその他の態様は、請求項によって定義される本発明や請求項の均等物に対する限定とみなすべきではなく、またその他の実施態様を用いることが可能であり、かつ本発明の範囲及び／または精神を逸脱することなく修正を行うことが可能である。様々な実施態様は、開示された要素、成分、特徴、部品、工程、手段などの様々な組み合わせを好適に含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなっていてもよい。また、本発明は、目下主張されていないが将来主張されるかもしれないその他の発明を含む。

Claims (15)

1. タバコ材料を亜臨界水で処理することを含む、タバコ材料の処理方法。
2. 前記方法は前記タバコ材料から１種以上のポリフェノールを除去することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記方法は前記タバコ材料から１種以上のタンパク質を除去する請求項１または２に記載の方法。
4. 前記方法は約１２５℃から約１７５℃の温度で行われることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の方法。
5. 前記方法は、約１５００ｐｓｉから約１７００ｐｓｉ（約１００ｂａｒから約１２０ｂａｒ）の圧力で実行されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の方法。
6. 前記タバコ材料を亜臨界水に浸すことを含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の方法。
7. 前記タバコ材料を亜臨界水で処理することは静的処理であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記タバコ材料を亜臨界水に浸すことと、次いで前記タバコ材料を前記亜臨界水から分離することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記タバコ材料を亜臨界水で浸す第二の処理工程と、前記タバコ材料を前記亜臨界水から分離する第二の後分離工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記タバコ材料を亜臨界水で浸す第三の処理工程と、前記タバコ材料を前記亜臨界水から分離する第三の後分離工程をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 各処理工程において、前記タバコ材料は濾過により前記亜臨界水から分離されることを特徴とする請求項８乃至１０いずれか１項記載の方法。
12. 処理済みタバコ材料を乾燥させる後続の工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の方法。
13. 請求項１乃至１２いずれか１項記載の方法により処理されたタバコ材料またはその誘導体。
14. 請求項１３に記載のタバコ材料を含む喫煙品。
15. タバコ材料から１種以上のポリフェノール及び／または１種以上のタンパク質を除去するための亜臨界水の使用。